醫(yī)療行業(yè)預(yù)見未來：中國元醫(yī)院建設(shè)發(fā)展調(diào)研報告

前 言“醫(yī)院”是患者接受治療、照護、生活的重要場所。在虛實融合相關(guān)技術(shù)賦能下，醫(yī)院形態(tài)突破線下實體物理空間不斷向線上虛擬空間擴展，從二維平面向三維空間延伸，這種趨勢也推動著臨床醫(yī)療、運營管理、患者服務(wù)模式和內(nèi)涵不斷改變。在強大算力支撐下，基于數(shù)據(jù)流、知識流構(gòu)建數(shù)智驅(qū)動、虛實融合、人機融生，同時涵蓋虛擬空間醫(yī)院和物理空間實體醫(yī)院“一體雙生”的“元醫(yī)院”設(shè)想由此產(chǎn)生。其強直觀性、強交互性、強智能化、高開放性等特點或成為未來醫(yī)院演進方向，但其落地實踐仍處于初步探索階段。（經(jīng)上海我們也希望本報告能夠引發(fā)行業(yè)參與者對中國元醫(yī)院標(biāo)準(zhǔn)本報告凝聚著行業(yè)各方的專業(yè)知識和敢為人先的實踐編委會參編單位上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院上海市數(shù)字醫(yī)學(xué)創(chuàng)新中心中國信息通信研究院編委會成員名譽主編：寧光主編：胡偉國閔棟執(zhí)行副主編：朱立峰馮天宜副主編：柏志安趙艷參編人員（按姓氏拼音排序）崔婷高宇顧驍俊賀倩賀遲黃秋悅季士林劉碩鵬劉宇路寬沈洋施玨邵煒徐宇辰楊郁青嚴(yán)曉曉朱靜朱為元朱文閣目 錄一、元醫(yī)院概述 10元醫(yī)院發(fā)展背景 10元醫(yī)院定義與內(nèi)涵 14元醫(yī)院國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 19元醫(yī)院國外發(fā)展現(xiàn)狀 19元醫(yī)院國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 23國內(nèi)外元醫(yī)院發(fā)展現(xiàn)狀對比與總結(jié) 30二、元醫(yī)院技術(shù)體系與產(chǎn)業(yè)生態(tài) 32元醫(yī)院技術(shù)架構(gòu) 32基礎(chǔ)設(shè)施層 33數(shù)據(jù)匯聚層 33知識抽取層 33虛擬構(gòu)建層 34用戶接入層 34應(yīng)用場景層 35智能決策層 35安全保障層 36元醫(yī)院關(guān)鍵技術(shù)與代表企業(yè) 37基礎(chǔ)設(shè)施層技術(shù) 47數(shù)據(jù)匯聚層技術(shù) 50知識抽取層技術(shù) 50虛擬構(gòu)建層技術(shù) 51用戶接入層技術(shù) 54應(yīng)用場景層技術(shù) 57智能決策層技術(shù) 59安全保障層技術(shù) 60三、元醫(yī)院典型應(yīng)用場景 63元診室：多模態(tài)數(shù)據(jù)融合的診療空間 65全流程智能元服務(wù) 66遠程咨詢和虛擬會診 70虛實融合疾病篩查和輔助診斷 74虛實融合數(shù)字療法疾病干預(yù) 76元手術(shù)室：虛實融合的操作空間 79術(shù)前三維虛像方案模擬 81術(shù)前三維虛像患者教育 83術(shù)中三維虛像輔助 85元病房場景：線上線下融合的療愈空間 87元病房數(shù)字孿生 88VR遠程探視 89數(shù)字化身匿名交流 90增強虛擬護理 913.2.5虛擬康復(fù)訓(xùn)練 93虛擬智能隨訪 95床位智能調(diào)度 99元科研場景：仿真的智慧實驗空間 101仿真模擬臨床試驗 101藥物研發(fā)虛擬輔助 105元科研數(shù)字人模型 106元教學(xué)場景：沉浸式智能培訓(xùn)空間 109生理結(jié)構(gòu)及機理模擬教學(xué) 專業(yè)實操模擬教學(xué) 元管理場景：虛實聯(lián)動的運營管理空間 數(shù)字孿生院區(qū) 元醫(yī)院指揮中心 元醫(yī)院人財物運營管理 元醫(yī)院后勤綜合管理 122場景落地預(yù)期 127元醫(yī)院運營管理模式建立 132元醫(yī)院運營管理組織的改變 132元醫(yī)院運營管理模式的改變 136四、元醫(yī)院挑戰(zhàn)與展望 141問題與挑戰(zhàn) 141醫(yī)院遇到的挑戰(zhàn) 141廠商遇到的挑戰(zhàn) 144建議與展望 146元醫(yī)院建設(shè)的三大建議 146元醫(yī)院建設(shè)的四大趨勢 149附錄元醫(yī)院典型標(biāo)桿案例 152上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院數(shù)字孿生智能綜合運管平臺 152北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院“數(shù)字孿生患者”模擬仿真藥物臨床試驗 153浙江省衛(wèi)生健康委推出全國首個可陪診數(shù)字人 155華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院新冠肺炎混合現(xiàn)實醫(yī)學(xué)影像指導(dǎo)肺炎救治 156致 謝 157參考文獻 158圖目錄圖1醫(yī)院認為的元醫(yī)院建設(shè)驅(qū)動力 13圖2廠商認為的元醫(yī)院建設(shè)驅(qū)動力 13圖3醫(yī)院認為元醫(yī)院和實體醫(yī)院的最顯著區(qū)別 18圖4醫(yī)院已經(jīng)建設(shè)的元醫(yī)院場景 27圖5醫(yī)院規(guī)劃將要建設(shè)的元醫(yī)院場景 28圖6元醫(yī)院技術(shù)架構(gòu) 32圖7元醫(yī)院典型應(yīng)用場景 63圖8PC端視角下的活體心臟模擬用于測試新醫(yī)療設(shè)備 103圖9VR眼鏡視角下的活體心臟模擬用于測試新醫(yī)療設(shè)備 104圖10醫(yī)院對場景的需求迫切程度 129圖11廠商對應(yīng)用場景落地的技術(shù)預(yù)期 131圖12基于虛實融合的運營績效管理平臺架構(gòu) 134圖13醫(yī)院認為當(dāng)前元醫(yī)院建設(shè)存在的問題與挑戰(zhàn) 141圖14廠商認為當(dāng)前元醫(yī)院建設(shè)存在的技術(shù)問題與挑戰(zhàn) 144圖15醫(yī)院對元醫(yī)院建設(shè)和可持續(xù)運營的建議 148圖16廠商對元醫(yī)院建設(shè)和可持續(xù)運營的建議 148圖17醫(yī)院認為元醫(yī)院將帶來的新崗位、新職能或新部門 151圖18一體化數(shù)字孿生智慧運管系統(tǒng)大屏端 152圖19虛擬臨床試驗部分建模方法簡要技術(shù)路線 154圖20數(shù)字人陪診師“安診兒” 155圖21醫(yī)務(wù)人員通過手勢操縱影像 156表目錄表1元醫(yī)院關(guān)鍵技術(shù)與代表企業(yè)列表 38表2全流程元服務(wù)場景應(yīng)用到的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 70表3遠程咨詢和虛擬會診場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 73表4疾病篩查和輔助診斷場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 76表5虛實融合數(shù)字療法疾病干預(yù)場景應(yīng)用的 79表6術(shù)前三維虛像方案模擬場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 83表7術(shù)前三維虛像患者教育場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 85表8術(shù)中三維虛像輔助場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 86表9元病房數(shù)字孿生場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 88表10VR遠程探視場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 89表11數(shù)字化身匿名交流場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 91表12虛擬增強護理場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 92表13虛擬康復(fù)訓(xùn)練場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 94表14智能隨訪場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 97表15床位智能調(diào)度場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 99表16仿真模擬臨床試驗場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 104表17藥物研發(fā)虛擬輔助場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 106表18元科研數(shù)字人場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 107表19生理結(jié)構(gòu)及機理模擬教學(xué)場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 表20專業(yè)實操模擬教學(xué)場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 表21數(shù)字孿生院區(qū)應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 表22元醫(yī)院指揮中心應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 表23元醫(yī)院人財物運營管理場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 121表24元醫(yī)院后勤綜合管理場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù) 125表25醫(yī)院比較需要的場景中廠商技術(shù)實現(xiàn)的難度預(yù)期 130一、元醫(yī)院概述元醫(yī)院發(fā)展背景雖然智慧醫(yī)院比傳統(tǒng)醫(yī)院在服務(wù)便捷性、診療規(guī)范性、上虛擬空間中是否還存在可發(fā)掘的需求和應(yīng)用尚未充分挖掘和開拓。因此當(dāng)前的智慧醫(yī)院建設(shè)不是醫(yī)院形態(tài)及功能演我們對元醫(yī)院建設(shè)動因進行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)主要動因有兩個（見圖1-圖2）：56.92%81.82業(yè)主管部門和地方政府對運用元宇宙相關(guān)技術(shù)賦能醫(yī)院建產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展三年行動計劃（2023-2025）》提出推進數(shù)字孿生等技術(shù)開展臨床研究，支持企業(yè)與醫(yī)療機構(gòu)加強研發(fā)合（2023—2025不同醫(yī)院因規(guī)模和定位不同而產(chǎn)生的驅(qū)動力也是主要67.6972.73型三甲醫(yī)院正在升級成為研究型醫(yī)學(xué)中心，除了提升臨床專科群診療能力外，教學(xué)和科研成果轉(zhuǎn)化逐漸成為重點，希望新技術(shù)能對其賦能，實現(xiàn)科研和教學(xué)的高質(zhì)、高產(chǎn)、高效。而對于基層醫(yī)院，則希望借助新技術(shù)補齊短板，向大型三甲醫(yī)院追平看齊。推力。44.6259.09%的廠商認為是“新興值得注意的是對患者需求的滿足是否是元醫(yī)院建設(shè)的醫(yī)院對這一選項選30.77圖1醫(yī)院認為的元醫(yī)院建設(shè)驅(qū)動力資料來源：上海市數(shù)字醫(yī)學(xué)創(chuàng)新中心，中國信息通信研究院調(diào)研與分析。圖2廠商認為的元醫(yī)院建設(shè)驅(qū)動力資料來源：上海市數(shù)字醫(yī)學(xué)創(chuàng)新中心，中國信息通信研究院調(diào)研與分析。元醫(yī)院定義與內(nèi)涵“Metaverse”一詞由尼爾1992現(xiàn)實，即由互聯(lián)網(wǎng)連接的世界已成為現(xiàn)實。該書于2009“Metaverse“Meta”“verse”(uivrsunvesuversus已取代“超元域”，成為“Metaverse”的通用譯名，從構(gòu)在尼爾宇宙”的定義也逐漸豐富多樣。在學(xué)術(shù)界，有學(xué)者[2]統(tǒng)計了20232262究文獻中對元宇宙的定義，發(fā)現(xiàn)元宇宙可從“個體、社會、個體視角元宇宙通常被定義為社會視角元宇宙通常被定義為國家視角人類視角的元我國工信部等五部委聯(lián)合發(fā)布《元宇宙產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展三年行動計劃[3]中通作用的沉浸式互聯(lián)空間，是新一代信息技術(shù)集成創(chuàng)新和應(yīng)用的未來產(chǎn)業(yè)，是數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟融合的高級形態(tài)”。“數(shù)字與物理世界融通作用的沉浸式互聯(lián)空間”可以按只關(guān)注于元宇宙相關(guān)技術(shù)對醫(yī)院醫(yī)療功能的改變，而對醫(yī)院承擔(dān)的教學(xué)功能、既有研究和定對元醫(yī)院構(gòu)建采用的技術(shù)范圍定義不明確，VR、AR、AI“綜合多種數(shù)2（26.15%的受訪醫(yī)院認圖3醫(yī)院認為元醫(yī)院和實體醫(yī)院的最顯著區(qū)別資料來源：上海市數(shù)字醫(yī)學(xué)創(chuàng)新中心，中國信息通信研究院調(diào)研與分析。元醫(yī)院國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀元醫(yī)院國外發(fā)展現(xiàn)狀VRAR政策方面，歐美國家以規(guī)制引導(dǎo)發(fā)展，日韓與中東國家則直接激勵。歐美出臺的政策偏向以監(jiān)管和規(guī)制引導(dǎo)發(fā)展，該法案反映了美國國會對基于身份識別的數(shù)字化滲透的謹20238ServicesAct）《數(shù)字市場法案》（DigitalMarketAct）[5]，為線上虛擬空間提供一套在整20245盟批準(zhǔn)通過的《人工智能法案》成為全球首部全面的AI[6]。這些監(jiān)管和規(guī)制舉措并非限制元宇宙相關(guān)技術(shù)和日韓與中東國家出臺的元宇宙相關(guān)政策更20211[7]2.0計劃”的一部分,旨在應(yīng)對顛覆性創(chuàng)新、新興技術(shù)。該戰(zhàn)略20265[8]2021112030[9]。該計劃建立名為“元宇宙首爾”的高性能元宇宙平臺,將政府服務(wù)作為突破口,提供經(jīng)濟、教育、旅游、醫(yī)療等領(lǐng)域服務(wù),并計劃將元宇宙平臺應(yīng)用擴展到市政管理各個領(lǐng)域。20217[10]，歸納總結(jié)了日本虛擬空間行業(yè)的現(xiàn)狀和亟須解決的問題,提出日本政府應(yīng)當(dāng)和業(yè)內(nèi)人士XR并在國內(nèi)推行標(biāo)準(zhǔn)化的同時向全球市場輸出,以期在全球競2022邁向元宇宙的城市。阿聯(lián)酋王儲宣布推出國家元宇宙戰(zhàn)略“DubaiMetaverseStrategy”[11]正式啟動了迪拜元宇宙戰(zhàn)持用戶訪問虛擬世界，并頒布《迪拜虛擬資產(chǎn)法》（RegulatingVirtualAssetsintheEmirateofDubai）[12]讓迪拜走在規(guī)范數(shù)字資產(chǎn)的前沿。當(dāng)?shù)氐尼t(yī)療保健公司ThumbayGroupAR/VR廠商方面，國外技術(shù)廠商已在醫(yī)療細分領(lǐng)域形成專業(yè)壁壘。技術(shù)廠商一部分To另外一部分技術(shù)廠商軟件廠商通過引入元宇宙相關(guān)技術(shù)改造自身既有產(chǎn)品升級ToB”類業(yè)務(wù)，專注于將元宇宙相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到具體細分病種醫(yī)院方面，國外醫(yī)院注重對場景的臨床試驗驗證。（例如數(shù)字療法重視程度逐漸增加，已經(jīng)披露開展了多個臨床試驗。經(jīng)由Pubmed30監(jiān)管方面，國外監(jiān)管部門主動應(yīng)用虛實融合技術(shù)，從而推動產(chǎn)業(yè)主體積極性。FDA20182018StrategicPolicyRoadmap），其中多項工作與計算機建模和仿真方法相關(guān)。FDA（CDER）、器械和放射產(chǎn)品健康中心（CDRH）75FDA元醫(yī)院國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)前國內(nèi)大部分公立醫(yī)院都在積極推動落實國家衛(wèi)健委基于電子病歷的智慧醫(yī)療、智慧服務(wù)、智慧管理“三位一部分發(fā)達地區(qū)省市開展先行先試的探索。2022年以來，國家和地方層面元宇宙相關(guān)政策的產(chǎn)業(yè)扶持政策和項目不斷落《元宇宙產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新（2023-2025年[14205年2024化部《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》[15]將“元宇宙”定義為具有爆發(fā)潛能的超級終端和重要入口，要求前瞻性布局元宇宙的標(biāo)準(zhǔn)研究。同時要求前瞻性部署“未來健康”等六大新賽道，鼓勵推動“5G/6G、元宇宙、機交互等先進技術(shù)的高端醫(yī)療裝備和健康用品”。地方政府層面，例如北京、上海、浙江、四川、山東、40北京市京城市副中心元宇宙創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2022-2024年）》[16上海市（2022—2025年[17]可推廣的元醫(yī)院標(biāo)桿應(yīng)用場景。浙江省20232023[18]明確提出探預(yù)演、心理/精神疾病治療、遠程醫(yī)療問診、醫(yī)學(xué)影像等領(lǐng)《關(guān)于印發(fā)山東省醫(yī)養(yǎng)健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2023-2027）的通知》[19]應(yīng)用，鼓勵元診療、“數(shù)字療法”和沉浸式遠程康復(fù)應(yīng)用，國內(nèi)尚未形成大規(guī)模專門從事醫(yī)療元宇宙技術(shù)開發(fā)和45.45%的廠商在該領(lǐng)域5-8（BIM醫(yī)院方面，虛擬會診等場景作為二維互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院的延伸已有落地案例但缺少臨床評價。（4）：13.85%的受訪醫(yī)院已經(jīng)在做“遠程咨詢和虛擬會12.31%的受訪醫(yī)院已經(jīng)將其建設(shè)落地。排名第三的是“VR10.77%的受訪醫(yī)院已經(jīng)建設(shè)落地。觀察數(shù)據(jù)反映出：（1）真正已經(jīng)啟動元醫(yī)院場景建設(shè)的醫(yī)院占比還是少數(shù)（10%左右），側(cè)面反映出元醫(yī)院在國內(nèi)處于初級階段。（2）遠程咨詢、虛VR觸覺模擬的場景更早落地。（3）上述已落地的場景可以看作是二維互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院的延伸，也是邁向三維立體全真互聯(lián)網(wǎng)的開端。圖4醫(yī)院已經(jīng)建設(shè)的元醫(yī)院場景資料來源：上海市數(shù)字醫(yī)學(xué)創(chuàng)新中心，中國信息通信研究院調(diào)研與分析。發(fā)現(xiàn)（5）：46.15%的受訪醫(yī)院將要建設(shè)“疾病篩查和輔44.6240%。值得注意的是，上述場景大部分為40%。觀察數(shù)據(jù)反映出：（1）由于處于元醫(yī)院早期階段，醫(yī)院將要建設(shè)的場景大部分可以看做是二維平面互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院對咨詢、會診、隨訪、患教功能向三維立體空間的延伸。（2）圖5醫(yī)院規(guī)劃將要建設(shè)的元醫(yī)院場景資料來源：上海市數(shù)字醫(yī)學(xué)創(chuàng)新中心，中國信息通信研究院調(diào)研與分析。臨床評價是VR、ARVRVR/AR訓(xùn)系統(tǒng)的臨床應(yīng)用效果分析[21]VR監(jiān)管方面，監(jiān)管部門鼓勵創(chuàng)新與安全謹慎并重。202412113術(shù)導(dǎo)航產(chǎn)品外的基于虛實融合技術(shù)對疾病開展干預(yù)的醫(yī)療器械，包括：兒童注意力缺陷與多動障礙虛擬現(xiàn)實康復(fù)訓(xùn)練VR[23]對建設(shè)關(guān)技術(shù)運用到圍繞患者的診療改善和大健康管理服務(wù)場景國內(nèi)外元醫(yī)院發(fā)展現(xiàn)狀對比與總結(jié)別是歐美發(fā)達國家較少出臺政策直接旗幟鮮明地激勵元醫(yī)合加速落地實踐。二是國內(nèi)外供給側(cè)技術(shù)廠商在醫(yī)療屬性、三是國外注重應(yīng)用場景四是（主要是美國行業(yè)監(jiān)管部門對元宇宙相關(guān)技術(shù)雖然謹慎但仍采取二、元醫(yī)院技術(shù)體系與產(chǎn)業(yè)生態(tài)元醫(yī)院技術(shù)架構(gòu)元醫(yī)院的整體架構(gòu)按照從物理空間到虛擬空間逐層劃分為八個部分（6）：基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)匯聚層、知識圖6元醫(yī)院技術(shù)架構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施層5G-A、千兆光網(wǎng)、萬兆光網(wǎng)、FTTR（FibertoTheRoom）、物聯(lián)網(wǎng)、高另一類是數(shù)據(jù)基數(shù)據(jù)匯聚層“數(shù)據(jù)匯聚層”是元醫(yī)院的“資源池”，該層保障了數(shù)據(jù)用于接下來的知識抽取、虛擬構(gòu)建等上層調(diào)用時的質(zhì)量。主要包括：臨床數(shù)據(jù)中心（CDR）、運營管理中心（ODR）、科研數(shù)據(jù)中心(RDR)、數(shù)據(jù)質(zhì)控中心、大數(shù)據(jù)集成平臺、數(shù)據(jù)-業(yè)務(wù)雙中臺等。目的是對醫(yī)療文書、影像、檢化驗報告、可穿戴/床旁物聯(lián)設(shè)備等多模態(tài)醫(yī)療數(shù)據(jù)，實現(xiàn)從采集、清洗、結(jié)構(gòu)化存儲的全周期治理流程。知識抽取層“知識抽取層”是整個元醫(yī)院的“知識庫”，該層對于提高信息檢索效率、支持智能決策等方面具有重要意義。通過精確地抽取和組織信息，可以提升數(shù)據(jù)的可用性和價值。主要包括：各類知識圖譜（例如：臨床信息圖譜、醫(yī)學(xué)影像圖譜、教學(xué)圖譜、生物信息圖譜等）、知識庫、字典以及標(biāo)簽中心（存儲人工打上的標(biāo)簽）等。該層的目的是在數(shù)據(jù)融匯基礎(chǔ)上，從臨床醫(yī)療、科學(xué)研究、運營管理、患者服務(wù)等各領(lǐng)域數(shù)據(jù)源中提取出有價值的信息，包括但不限于實體、關(guān)系、屬性和事件等，并將其轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化存儲形式的過程。虛擬構(gòu)建層主要提供向BIM是在虛擬空間中創(chuàng)造物理空間中原本沒有的、不存在的元素，用戶接入層“用戶接入層”是用戶進入元醫(yī)院的“通道入口”，包括智能手機、智能平板、智能電視、頭顯設(shè)備、腦機接口、裸眼3D設(shè)備、動作捕捉設(shè)備、力反饋設(shè)備、空間音頻設(shè)備等可穿戴感覺交互設(shè)備。該層存在的目的是讓用戶便捷、安全、隨時隨地地進入元醫(yī)院構(gòu)建的線上虛擬空間。通過用戶接入層設(shè)備，用戶可以看到在虛擬空間中制造的“虛像”、“觸摸”到虛擬物品、“聽到”虛擬聲效。應(yīng)用場景層“應(yīng)用場景層”是元醫(yī)院的“服務(wù)中心”，當(dāng)前主要包括：元診室、元手術(shù)室、元病房、元科研、元教學(xué)、元管理六大類23個場景。該層是在已經(jīng)搭建完畢的虛擬空間中建立各類虛實結(jié)合的應(yīng)用場景。醫(yī)院職工和患者可通過手機、電腦、眼鏡、頭顯等接入設(shè)備，登錄進入虛擬空間，開展各類業(yè)務(wù)活動，并在里面彼此間溝通交流，還可以通過交互設(shè)備與虛擬物品資產(chǎn)互動（例如移動、持握、抓取等）。該層的應(yīng)用場景將隨著元醫(yī)院的發(fā)展不斷豐富。智能決策層仿真模擬預(yù)測類兩大部分安全保障層出現(xiàn)的內(nèi)容（元醫(yī)院關(guān)鍵技術(shù)與代表企業(yè)776[24]（2023－2025（2023—2025廠商信息獲取渠道包括表1元醫(yī)院關(guān)鍵技術(shù)與代表企業(yè)列表技術(shù)架構(gòu)圖技術(shù)大類大類編號具體技術(shù)及編號技術(shù)特點主要/側(cè)重用途代表技術(shù)廠商基礎(chǔ)設(shè)施層網(wǎng)絡(luò)類N（Net）N1-無線局域網(wǎng)不再使用通信電纜將計算機與網(wǎng)絡(luò)連接起來，而是通過無線的方式連接，使網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和終端接入更靈活、易于擴展。用于區(qū)域范圍內(nèi)信息互聯(lián)國內(nèi)廠商：中國電信、中國移動、中國聯(lián)動、華為。N2-物聯(lián)網(wǎng)讓設(shè)備-設(shè)備間直接的信息傳輸成為可能。用于醫(yī)院設(shè)備、物資理、人員定位等。N3-5G-A5G行速度；更低的延遲；支持千億級設(shè)備連接，且能支持無源（沒有電池供電AI能網(wǎng)絡(luò)能根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸需求自動調(diào)配資源，提高資源利用率和服務(wù)質(zhì)量。用于醫(yī)療音視頻海量數(shù)據(jù)低延遲傳輸；醫(yī)療機器人、可穿戴設(shè)備、力反饋設(shè)備移動過程中高精度定位和廣泛的連接。N4-千兆光網(wǎng)/萬兆光網(wǎng)有線傳輸；高速傳輸；數(shù)據(jù)量大；抗干擾性強，信號穩(wěn)定；傳輸損耗小可進行遠距離傳輸。用于手術(shù)操作等需要信息傳輸?shù)膱鼍?。N5-衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星地結(jié)合，可以覆蓋地面網(wǎng)絡(luò)無法到達的區(qū)域包括偏遠地區(qū)和海洋；精度的時間同步；亞米級甚至厘米級定位。用于遠程醫(yī)療、導(dǎo)航和授時等時空綜合服務(wù)。計算類C（Compute）C1-邊緣計算數(shù)據(jù)分析和處理在用戶側(cè)本地設(shè)備進可以使數(shù)據(jù)不出院，用于隱私和安全性高的醫(yī)療數(shù)據(jù)，例如床旁監(jiān)護設(shè)備、院內(nèi)影像數(shù)據(jù)等處理場景。國內(nèi)廠商：中國電信、中國移動、中國聯(lián)動、華為、萬國數(shù)據(jù)、世技術(shù)架構(gòu)圖技術(shù)大類大類編號具體技術(shù)及編號技術(shù)特點主要/側(cè)重用途代表技術(shù)廠商C2-云計算靈活性強，可以提供多種計算和存儲資源。為元醫(yī)院線上業(yè)務(wù)提供存儲和算力。國外廠商：亞馬遜、微軟、戴爾、ClearBlade、思科、谷歌、IBM、英特爾、微軟、三星、SAPC3-異構(gòu)計算CPUGPUFPGA降低成本。音視頻等多模態(tài)醫(yī)療數(shù)據(jù)進行計算。C4-高性能計算側(cè)重于通過高速處理器、大容量內(nèi)存的整合，提供單點或集群的極高計算能力用于需要極大計算能力的場景，例如生物信息學(xué)研究。C5-智能計算AI與計算的結(jié)合，能夠根據(jù)計算任務(wù)需求，自動匹配足夠的計算能力，自動選擇調(diào)用合適的算法用于需要建模、預(yù)測多種算法綜合使用的復(fù)雜計算場景。C6-類腦計算不同于傳統(tǒng)計算機存算分離特性，利用仿生的脈沖神經(jīng)元來實現(xiàn)信息的高效處理，具有存算一體的技術(shù)特點，從而具有計算低功耗和低延遲的優(yōu)勢。用于醫(yī)療數(shù)據(jù)分析和臨床決策、危急值預(yù)警告警。數(shù)據(jù)匯聚層數(shù)據(jù)類D（Data）D1-ETL技術(shù)能實現(xiàn)與各種數(shù)據(jù)源集成，將數(shù)據(jù)從不同的源頭抽取出來，統(tǒng)一進行格式轉(zhuǎn)換。用于數(shù)據(jù)匯聚、分析、挖掘前的標(biāo)準(zhǔn)化處理環(huán)節(jié)。國內(nèi)廠商：技術(shù)架構(gòu)圖技術(shù)大類大類編號具體技術(shù)及編號技術(shù)特點主要/側(cè)重用途代表技術(shù)廠商D2-動態(tài)數(shù)據(jù)捕捉技術(shù)（CDC）對源數(shù)據(jù)庫影響小。只從日志中讀取有變更的數(shù)據(jù)，避免了查詢整個數(shù)據(jù)庫，減少對生產(chǎn)環(huán)境影響。用于醫(yī)療數(shù)據(jù)的快速同步和備份。東華、衛(wèi)寧健康國外廠商：Oracle、Informatica、Talend、XplentyD3-系統(tǒng)日志采集技術(shù)簡化各類日志格式的標(biāo)準(zhǔn)化處理過程，從而減少了日志采集和分析復(fù)雜度。用于用于醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)信息安全、醫(yī)療設(shè)備使用情況分析等。知識抽取層知識抽取類K（knowledge）K1-知識圖譜技術(shù)能記錄和展示多種關(guān)系，展示形式更為直觀、能快速發(fā)現(xiàn)隱藏的聯(lián)系。用于臨床、科研、管理等方面的推理、聯(lián)想、決策研判。國內(nèi)廠商：惠每科技、左手醫(yī)生、醫(yī)渡云、云知聲、望石智慧、衛(wèi)和醫(yī)學(xué)國外廠商：IBM、Neo4j、AWSStardogFranzInc虛擬構(gòu)建層模擬仿真類E（Emulation）E1-數(shù)字孿生技術(shù)能對本體實現(xiàn)完整映射；能與本體互動，根據(jù)需要對模型本身擴展和調(diào)整，以適應(yīng)不斷變化本體情況。用于對人體（患者局部病灶、器官、整個軀體）、院區(qū)空間的數(shù)字映射。國內(nèi)廠商：南京靈境引擎科E2-3D建模技術(shù)將實體物品模型化，并可在其上二次創(chuàng)造；支持實時預(yù)覽和互動操作，能夠立即看到設(shè)計的效果并進行調(diào)整。用于物品的數(shù)字模擬，可以精確地控制對象的尺寸、形狀和位置，確保設(shè)計的準(zhǔn)確性。E3-實時化仿真技術(shù)高度精確地模擬現(xiàn)實場景運行情況，能夠在無需實際物理設(shè)備的情況下進行各用于模擬不同條件下的臨床醫(yī)療場景、管理場景，實現(xiàn)預(yù)判。技術(shù)架構(gòu)圖技術(shù)大類大類編號具體技術(shù)及編號技術(shù)特點主要/側(cè)重用途代表技術(shù)廠商E4-物理精準(zhǔn)仿真技術(shù)能模擬多種物理定律。能模擬在受力、磁、光、聲等信號的刺激下物體能作出的反應(yīng)。用于模擬虛擬空間中的物體、數(shù)字人在受到外界因素作用后的性狀改變。空島科技SpaceMax、藍軟宇影、立方幻境、拾衷科技虛之實科技、域圓科技、直覺睿視。國外廠商：Dassault索系統(tǒng)公司）、Unity、英偉達、EpicGames思（Roblox）、ZEPETO、美國AutodeskMayaUnityTechnologiesApSapoQlarE5-云化建模仿真技術(shù)多端建模，支持多個用戶同時通過不同的終端進行建模操作。模型資源共享：用戶可以遠程訪問、下載和上傳模型，便于資源的分享。用于多方共同構(gòu)建虛擬空間及空間中的內(nèi)容。E6-數(shù)據(jù)驅(qū)動混合建模技術(shù)能將物理模型與數(shù)據(jù)驅(qū)動模型結(jié)合，既能模擬物品收到物理定律作用的影響、也能通過數(shù)據(jù)挖掘分析隱藏規(guī)律和模式和狀態(tài)進行預(yù)判和預(yù)測。E7-BIM技術(shù)分析仿真，如能耗分析、光照分析等。用于醫(yī)院能耗分析、內(nèi)部E8-GIS技術(shù)將復(fù)雜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀的地圖提供給用戶進行探索和分析；空間分析能力是其核心功能之一，幫助理解地理現(xiàn)象和過程。用于院內(nèi)定位、導(dǎo)航、跟蹤追溯等場景。技術(shù)架構(gòu)圖技術(shù)大類大類編號具體技術(shù)及編號技術(shù)特點主要/側(cè)重用途代表技術(shù)廠商E9-全景攝像技術(shù)360整視角和觀察方向。360像的場景。用戶接入層傳感類S（Sensor）S1-傳感技術(shù)出初級決策。廣泛用于患者床旁監(jiān)護、國內(nèi)廠商：清雷科技、三諾生物傳感股份有限公司、蘇州納芯微電子股份有限公司邁歐姆龍集團、ConnectivityOmniVisionTechnologies、S2-力反饋技術(shù)能夠反饋感受到碰撞、震動、重量等效果；操作準(zhǔn)確性強。用于手術(shù)等實操類培訓(xùn)、模擬科研實驗等場景。S3-動作捕捉技術(shù)能夠為虛擬角色提供自然流暢的動作反應(yīng)，提高了真實性和沉浸感。用于數(shù)字人的構(gòu)建。S4-手勢與眼動追蹤技術(shù)兼具對細節(jié)動作捕捉的高精度和佩戴的舒適性，并具有交互功能。用于手術(shù)操作、實操類培訓(xùn)教學(xué)、疲勞程度識別。S5-腦機接口技術(shù)直接讀取大腦信號并將其轉(zhuǎn)換成操縱外界物品的電信號，替代、增強、改善中樞神經(jīng)系統(tǒng)的輸出。設(shè)備等，提高生活質(zhì)量。S6-空間音頻技術(shù)按照聽者的不同方位模擬音源，增強聽覺的沉浸感和真實感。用于虛擬空間中實時互動場景，提供有關(guān)外界環(huán)境和物體狀態(tài)的聲音。技術(shù)架構(gòu)圖技術(shù)大類大類編號具體技術(shù)及編號技術(shù)特點主要/側(cè)重用途代表技術(shù)廠商Immersion、微軟、Haption、IntelliHaptic、BlackrockNeurotech、Synchron、Neuralink、Kernel、EmotivSystemsInc.杜比實驗室、森海塞爾（Sennheiser）、LeapMotion蘋果公司能夠捕捉并重現(xiàn)物體發(fā)出的所有光，形國內(nèi)廠商：V1-全息影像技術(shù)成具有立體感影像。從不同角度看都能用于教學(xué)演示觀摩場景，不提供直接操作。字節(jié)跳動、TCL中國電信旗下公司顯示類V（Vison）像互動。新國脈、上海立顯科技有限公司、華用于手術(shù)引導(dǎo)。醫(yī)生直接V2-裸眼3D技術(shù)不需要眼鏡等輔助設(shè)備獲得具有空間感的立體視覺體驗?？粗中g(shù)區(qū)域進行操作，被外部皮膚、骨骼遮擋的解決了醫(yī)生手眼協(xié)調(diào)問上海易維視科技股技術(shù)架構(gòu)圖技術(shù)大類大類編號具體技術(shù)及編號技術(shù)特點主要/側(cè)重用途代表技術(shù)廠商題。臻像科技有限公科技有限公司國外廠商：V3-VR技術(shù)所有感官體驗都來自虛擬空間，與現(xiàn)實世界沒有交互。用于遠程多方協(xié)作醫(yī)療、立體導(dǎo)航、病房內(nèi)探視、培訓(xùn)示教等。V4-AR技術(shù)用戶能夠看到并與現(xiàn)實世界中的物理對象交互，同時也能與疊加的虛擬影像進行交互用于手術(shù)操作引導(dǎo)、培訓(xùn)示教等。V5-MR技術(shù)用戶能同時觀察和互動虛擬對象和現(xiàn)實對象。允許虛擬對象反向與現(xiàn)實對象交互，并對現(xiàn)實對象施加影響。用于設(shè)備設(shè)施管理、可視化界面操作，例如通過操縱虛擬影像，影響現(xiàn)實世應(yīng)用場景層內(nèi)容創(chuàng)造類M（MaterialCreation）M6-實時渲染技術(shù)短時間內(nèi)生成細節(jié)清晰、顏色豐富的高質(zhì)量圖像用于內(nèi)容生成，例如數(shù)字人的構(gòu)建、虛擬空間的生成。國內(nèi)廠商：中科創(chuàng)達、聯(lián)影智能、京東方、擬仁智能、畫戟科技、優(yōu)鏈時代、觸幻科技、虎江科技、佳SpaceMax、藍軟宇M7-動畫解算技術(shù)能對物體運動規(guī)律的模擬，生成逼真的動畫效果。能夠自動生成復(fù)雜的動畫，降低人工制作的難度和成本。可以根據(jù)需求調(diào)整動畫的參數(shù)，實現(xiàn)對動畫效果的精確控制。用于對數(shù)字人動態(tài)、面部表情的精細模擬和刻畫。M8-智能編碼技術(shù)低失真性：在保證壓縮效果的同時，降低數(shù)據(jù)的損失，較少影響完整性和清晰度。技術(shù)架構(gòu)圖技術(shù)大類大類編號具體技術(shù)及編號技術(shù)特點主要/側(cè)重用途代表技術(shù)廠商技、域圓科技、直覺睿視、五一視界、光輝城市、疊M9-智能審核技術(shù)審核高效：短時間內(nèi)能過濾實現(xiàn)對大量內(nèi)容。準(zhǔn)確性高：提高審核的準(zhǔn)確性，降低誤判率。擴展性強：可根據(jù)不同場景靈活調(diào)整審核規(guī)則。對虛擬空間中創(chuàng)造的內(nèi)容進行審核，作為發(fā)布前的環(huán)節(jié)。境數(shù)字科技、粒界科技國外廠商：Unity、OTOYMaxon、ChaosGroup、SiemensHealthineers、英偉達用于輔助臨床醫(yī)療決策，國內(nèi)廠商：I1-深度學(xué)習(xí)技術(shù)能夠自動捕捉提取數(shù)據(jù)特征，從實現(xiàn)發(fā)掘內(nèi)在關(guān)系和隱藏規(guī)律。例如通過醫(yī)療文書判斷有科大訊飛、百度、騰訊、華為、深睿智能決策層智能決策類I（IntelligentDecision）但不生成后繼治療方案。醫(yī)療、商湯科技、醫(yī)聯(lián)、衛(wèi)寧健康、東軟、叮當(dāng)健康用于輔助臨床醫(yī)療決策，既能判斷有無疾病，又能I2-大模型技術(shù)生成后繼治療方案；還能國外廠商：用于醫(yī)療文書質(zhì)控、患者GE、谷歌、微軟、問答咨詢等。英偉達技術(shù)架構(gòu)圖技術(shù)大類大類編號具體技術(shù)及編號技術(shù)特點主要/側(cè)重用途代表技術(shù)廠商I3-群體智能優(yōu)化仿真技術(shù)通過模擬集體智慧尋找最優(yōu)解，個體獨立分布式計算，同時與其他個體互通結(jié)果，協(xié)作尋找最優(yōu)解算法能夠適應(yīng)環(huán)境變化，并在沒有中央控制的情況下自發(fā)將決策結(jié)果組織為行為。適合對滿足多個目標(biāo)的復(fù)雜問題進行決策。例如對身患多種疾病患者提出診療方案。安全保障層安全保障類P（protection）P1-零信任技術(shù)持續(xù)驗證、動態(tài)授權(quán)、全局防御。用于保障元醫(yī)院空間的基礎(chǔ)安全，對進入并里面開展活動的人和物進行持續(xù)驗證和授權(quán)。國內(nèi)廠商：知道創(chuàng)宇、杭州帕360國外廠商：Ancilia、Holiverse、CertiK、ChainalysisP2-區(qū)塊鏈技術(shù)無法篡改，每個區(qū)塊包含了當(dāng)前記錄和前一個區(qū)塊哈希值，修改任一區(qū)塊數(shù)據(jù)都會破壞整個鏈的連續(xù)性。去中心化，數(shù)據(jù)由網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點共同管理和維護?？删幊绦詮?，通過智能合約能夠自動執(zhí)行和驗證條款。用于跨機構(gòu)的醫(yī)療數(shù)據(jù)共享、科研數(shù)據(jù)共享。P3-隱私計算技術(shù)確保原始數(shù)據(jù)在多方協(xié)作計算過程中保持私密性，即使對于計算參與方原始數(shù)據(jù)也不可見。應(yīng)用于跨機構(gòu)科研數(shù)據(jù)分P4-可信計算芯片技術(shù)物理層面的安全與可信，任何對計算機硬件配置的調(diào)整、對軟件的更改都會被記錄下來，從而保障整個計算運行的環(huán)境是可靠的?？山⒏綦x執(zhí)行的運行環(huán)境，應(yīng)用于科研等對安全性要求高的場景?；A(chǔ)設(shè)施層技術(shù)主要為新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)和數(shù)據(jù)計算技術(shù)，推動網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同發(fā)展，共同構(gòu)建元醫(yī)院安全可信的物理底座。5G-A，5GAdvanced5G一步提高數(shù)據(jù)傳輸速率、減少延遲和增強連接的穩(wěn)定性。5G-A10GB10千兆光網(wǎng)/萬兆光網(wǎng)，兆光網(wǎng)指的是基于光纖的網(wǎng)絡(luò)技（Gbps）萬兆光網(wǎng)則是指能夠支持每秒一萬吉比特（10Gbps）傳輸速率的光纖網(wǎng)絡(luò)，適用于高帶寬需求場合，例如數(shù)據(jù)中心。全屋光網(wǎng)（FTTR），F(xiàn)ibertoThe（Wi-Fi6Wi-Fi6E）Wi-FiWiiLoaW全稱LogRageWie等（RadioFrequencyIdentification，RFID）、全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem，GPS）等采集的信息與網(wǎng)絡(luò)相連接，實現(xiàn)物體之間的信息交（物理服務(wù)器和虛擬服務(wù)器（全InfrastructureasaserviceIaaS）、平臺即服務(wù)（PlatformasaServer,PaaS）（SoftwareasaService，SaaS），滿足不同用戶的需求。如基因組測序和復(fù)雜的物理環(huán)境仿真。涉及使用多種類型的處理器或多種計算資源器（CentralProcessingUnit，CPU）即圖形處理器（GraphicsProcessingUnit，GPU）和現(xiàn)場可編程門陣列（Field-ProgrammableGateArray，F(xiàn)PGA）等，以最有效地執(zhí)行不同的計算任務(wù)。數(shù)據(jù)匯聚層技術(shù)ETL技術(shù)，全稱Extract,Transform,Load，指的是從然后加載到目標(biāo)系統(tǒng)（Load）的過程。ETL技術(shù)是數(shù)據(jù)倉庫建設(shè)的關(guān)鍵步驟，對于數(shù)據(jù)分析和商業(yè)智能至關(guān)重要。CDC，動態(tài)數(shù)據(jù)捕捉技術(shù)，又叫變化數(shù)據(jù)捕獲技術(shù)，全ChangeDataCapture，是一種實時監(jiān)控數(shù)據(jù)庫變化并捕而不是依賴于定時批處理。CDC系統(tǒng)日志采集技術(shù):利用專門的工具如HadoopChukwa、Cloudera的FlumeFacebookScribe知識抽取層技術(shù)是一種用于描述實體及其相互關(guān)系的數(shù)語言處理等方面發(fā)揮著重要作用，幫助機器更好地理解世界并提升用戶體驗。虛擬構(gòu)建層技術(shù)用來將物理實體映射到網(wǎng)絡(luò)空間，從而實現(xiàn)虛擬的時空構(gòu)建、虛擬物品構(gòu)建、虛擬人構(gòu)建。在于將物理世界的對象或系統(tǒng)與虛擬世界中的數(shù)字模型相3D是利用三維制作軟件在虛擬三維空間構(gòu)建NURBS模。多邊形網(wǎng)格建模適合制作效果圖和復(fù)雜場景動畫，而NURBS（Non-UniformRationalB-Splines）則適360°立體視覺體驗。1s是一種結(jié)合了先進的物理模型和現(xiàn)無需在本地安裝復(fù)雜的軟件就可開展仿真模擬，其前處理，后處理都在web學(xué)習(xí)等方法來描述那些計算成本高昂或難以用簡單數(shù)學(xué)公式表達的復(fù)雜關(guān)系。在混合建模中，數(shù)據(jù)驅(qū)動模型可以捕捉到實驗數(shù)據(jù)中的模式和趨勢，從而預(yù)測未知條件下的性能。BIMBuildingInformationModeling，即“建筑信息模型”技術(shù)，是一種基于數(shù)字信息的模擬技術(shù)，BIM，建筑師、工程師和施工團隊可以更好地協(xié)GIS，GeographicInformationSystem，即“地理用戶更好地理解空間模式和關(guān)系。GIS在環(huán)境管理、資源分配等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，例如可以用來分析患者人流量、規(guī)劃醫(yī)院內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施或監(jiān)測環(huán)境變化。360用戶接入層技術(shù)主要提供可穿戴設(shè)備讓用戶進入虛擬空間，并提供感知交互。氣體濃度參數(shù)、光線強度參數(shù)、溫度濕度數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)可以被顯示出來或者用于進一步的分析和應(yīng)用。是一種允許用戶感受到虛擬環(huán)境中物體或通過追蹤演員或物體的運動來記錄其位是一種直接連接大腦和外部設(shè)備的通信思維轉(zhuǎn)化為文本，將為與自閉癥、失去語言能力患者的溝通交流、夢境可視化等研究提供全新的手段。3D是一種無需佩戴特殊眼鏡即可觀看到三維效果的顯示技術(shù)。它通過使用特殊的屏幕或光學(xué)元件來分是一種利用計算機生成的模擬環(huán)境來提供沉浸式體驗的技術(shù)。用戶通常需要佩戴頭戴式顯示器（HMD）來進入這個完全由計算機生成的虛擬世界。AR全稱“AugmentedReality”，即增強現(xiàn)實技術(shù)，是一種將計算機生成的圖像疊加到現(xiàn)實世界中的技術(shù)。這種技術(shù)可以通過智能手機、平板電腦或特殊的ARMR全稱“MixedReality”，即混合現(xiàn)實技術(shù)，MR包括手勢追蹤技術(shù)和眼動追蹤技鼠標(biāo)或鍵盤，而是直接通過手勢來控制和與設(shè)備交互。眼動追蹤技術(shù)指的是通過監(jiān)測用戶的眼部活動，尤其是瞳孔的移動，來確定用戶的視線方向和注視點。瞳孔角膜反射法是眼動追蹤技術(shù)中的主流方法，它通過眼動攝像機捕捉眼睛的高分辨率圖像，再借助算法實時定位用戶的視線方向和落點。延遲的手勢識別和眼動追蹤。應(yīng)用場景層技術(shù)主要是在虛擬空間基礎(chǔ)上的內(nèi)容創(chuàng)造和生產(chǎn)技術(shù)，從而提高虛擬空間中內(nèi)容生產(chǎn)效率和質(zhì)量，實現(xiàn)多人實時協(xié)同、“端、邊、云一體渲染”的內(nèi)容生產(chǎn)。實時渲染技術(shù)3DGS技術(shù)（3DGaussianSplatting，3D高斯濺射）以及NeRF（Neuralradiancefields，神經(jīng)輻射場）。NeRF3D場景圖像，提煉圖像關(guān)鍵特征，然后實現(xiàn)任意視角下該3D場景圖像的合成，可達到攝像機級別、逼真的新視圖合成。動畫解算技術(shù)：為了使數(shù)字人的面部表情和動作行為看性。智能審核技術(shù)：AI（通過高效結(jié)構(gòu)表達三維空間不規(guī)則網(wǎng)格6數(shù)據(jù)高效壓縮編碼方法、實融合的新型編解碼模型?？稍谥亟◣缀钨|(zhì)量峰值信噪比（Peaksignal-to-noiseratio，PSNR）70dB、屬性質(zhì)40dB6DoF250智能決策層技術(shù)深度學(xué)習(xí)技術(shù)，是機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的重要分支，它的核心（ConvolutionalNeuralNetworks，CNN）、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RecurrentNeuralNetworks，RN全稱RetrctdBotzannMahie，DBN）、生成對抗網(wǎng)絡(luò)（GenerativeAdversarialNetworksGANs）、堆棧自編碼網(wǎng)絡(luò)（StackedAuto-Encoders，SAE）Adam（全AdaptiveMomentRootMeanSquarePropagation）優(yōu)化算法等，這些都是深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練過程中不可或缺的部分。人工智能深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的又一個重要分支，Transformer處理長序列數(shù)據(jù)；BERT（BidirectionalEncoderRepresentationsfromTransformers），即使用掩碼語言模型和下一句預(yù)測任務(wù)進行訓(xùn)練等大模型技術(shù)。與傳統(tǒng)深度學(xué)習(xí)算法（RNN、CNN）訓(xùn)練出來的模型不同，TransformerGPUTensorProcessingUnit，TPU）集群。安全保障層技術(shù)安全保障層技術(shù)提供對元醫(yī)院各個組成部分全方位的保護，實現(xiàn)對整個虛擬空間本身、虛擬空間中內(nèi)容（例如虛擬資產(chǎn)、數(shù)字人）的保護，以及用戶身份及隱私安全的保護。零信任技術(shù)，是一種網(wǎng)絡(luò)安全模型，它打破了傳統(tǒng)固定隱私計算技術(shù)，是一類技術(shù)的統(tǒng)稱，包括全同態(tài)加密、可信計算芯片技術(shù)主要依賴于稱為TrustedPlatformTrustedCryptographyModule）的專用硬件芯片。即在主板上增設(shè)一個安全處理芯片，該芯片作為“可信根”固化在電腦上。當(dāng)電腦啟動進程時，會首先執(zhí)行BIOS（BasicInput/OutputSystem）的引導(dǎo)代碼，是計算機硬件與操作系統(tǒng)之間的接口，將執(zhí)行代碼進行哈希運算后將得到的值存儲在可信根的平臺配置寄存器（PlatformConfigurationRegister，PCR）中，用來記錄和報告計算機系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)，包括操作系統(tǒng)、固件以及硬件的配置信息。PCR三、元醫(yī)院典型應(yīng)用場景形。本報告將元醫(yī)院場景劃分為六類（7），包括：元步提煉出逐漸清晰并在國內(nèi)外有落地實踐案例的典型應(yīng)用23圖7元醫(yī)院典型應(yīng)用場景這些應(yīng)用場景共同點在于都普遍使用虛實融合技術(shù)，結(jié)合多模態(tài)數(shù)據(jù)，在虛擬空間中構(gòu)建出細節(jié)逼真的虛擬影像。這些虛像可以是人、可以是組織器官、可以是物品，還可以是藥物分子。用戶通過設(shè)備可以看到這些虛像，從而獲得超元診室：多模態(tài)數(shù)據(jù)融合的診療空間傳統(tǒng)醫(yī)院診室等醫(yī)療資源由于受到實體物理空間局限，隨訪等業(yè)務(wù)通常在線下有限的實體醫(yī)療場所內(nèi)實現(xiàn)?；颊撸ㄖ腔鄯?wù)在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院中大多沿襲二維界面的互動分滿足患者對便捷性、個性化服務(wù)日益增長的需求。同時，互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療過程中患者看病就醫(yī)體驗度低也是當(dāng)前醫(yī)療系MRI、CT、超聲等人體器官和病灶的二維生理學(xué)和形態(tài)學(xué)圖像以及標(biāo)準(zhǔn)部位解剖模型，均無法直觀地觀察疾病病灶或人體器官組織/干預(yù)、康復(fù)全過程，靜態(tài)的數(shù)據(jù)與模型使醫(yī)患溝通互動性不足。此外,醫(yī)生團隊的協(xié)作也受到時空限制的影響，導(dǎo)致高水平優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源無法下沉到基層地區(qū)。亟需以數(shù)字技術(shù)元診室XR屬的虛擬診室服務(wù)，應(yīng)用于患者“防、篩、診、治、康”等醫(yī)療環(huán)節(jié)。元診室是醫(yī)療技術(shù)創(chuàng)新的一個重要領(lǐng)域，通過推動數(shù)字療法、數(shù)字孿生、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、混合現(xiàn)實、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，不僅可以提高醫(yī)療服務(wù)的質(zhì)量效率，還可以探索新的治療方法。依托多模態(tài)融合智能元診室，可以創(chuàng)新醫(yī)療技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)掘全流程智能元服務(wù)全流程智能元服務(wù)指的是在元診室中利用先進的空間包括智能化診療預(yù)這些元服務(wù)貫穿診前咨詢、診中服務(wù)、診后隨訪乃至全周期健康管理，覆蓋患者就醫(yī)的每一個環(huán)節(jié)，重塑患者的就醫(yī)流程[25]。VR患者進入元醫(yī)院虛擬診療空3DARUI/UXGIS3DAR候的線上線下全路徑引導(dǎo)可視化就醫(yī)。智能陪診服務(wù)ARAR可以實現(xiàn)急救銜接服務(wù)系統(tǒng)立即啟動先進的ARGPSGIS（如無人機搭載的自動體外除顫器設(shè)備、救護車等），并以最短路徑、最快速度抵達患者身邊[26]AI在全流程元服務(wù)場景中主要應(yīng)用到的元宇宙關(guān)鍵技術(shù)據(jù)捕捉技術(shù)（CDC）、VR、AR、MR、動作捕捉、實時渲染、數(shù)字孿生等技術(shù)。表2全流程元服務(wù)場景應(yīng)用到的元宇宙關(guān)鍵技關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點N1-無線局域網(wǎng)技術(shù) 構(gòu)建院區(qū)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)智能設(shè)備接入N2-物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 實現(xiàn)智能設(shè)備彼此間的互聯(lián)互通。提供虛擬數(shù)字健康人、虛擬醫(yī)生和院內(nèi)實景導(dǎo)診C5-智能計算技術(shù)D2-動態(tài)數(shù)據(jù)捕捉技術(shù)（CDC）V3-VRV4-ARV5-MRS3M6-E1-數(shù)字孿生技術(shù)

體系的構(gòu)建所需的計算能力。又叫“變化數(shù)據(jù)捕獲技術(shù)”，在做數(shù)據(jù)抽取處理CDC在診療預(yù)約、院前急救銜接、實景導(dǎo)診、患者康復(fù)和智能陪診等場景提供沉浸式全景瀏覽及互動功能，支持查看實地環(huán)境、物資設(shè)備與數(shù)字人醫(yī)生等。GPSGIS解院前急救周邊環(huán)境，快速定位急救資源。支持患者可穿戴設(shè)備實時收集生物監(jiān)測數(shù)據(jù)等關(guān)鍵指標(biāo)的連續(xù)采集和低延時回傳?？梢暈橐粋€或多個重要的、彼此依賴的數(shù)字映射體系，將整個診療流程各個環(huán)節(jié)全場景一比一還遠程咨詢和虛擬會診元診室是指利用元宇宙技術(shù)構(gòu)建虛生的溝通障礙，提高醫(yī)療服務(wù)的便捷性和效率?；颊呖蛇M入一個虛擬診室體檢結(jié)果出現(xiàn)的臟器健康問題進行分析，推演健康/疾病發(fā)展模型，并提出個性化建議。此外,患者還能實現(xiàn)匿身遠程部分患者在咨詢醫(yī)生的時候可能出于隱私保護等心理，（又叫數(shù)字人[28]示的部分。參與方可選擇豐富的交互工可為患者提供更私密的多對一醫(yī)療體驗。在元診室虛擬會診中,患者示的診療方案,與醫(yī)生討論，共同參與到診療方案制定中，提高患者的依從性。在遠程咨詢和虛擬會診場景中主要應(yīng)用到的元宇宙關(guān)鍵技術(shù)有：物聯(lián)網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、5GA、云計算、高性能計算、智能計算、數(shù)字孿生技術(shù)等。表3遠程咨詢和虛擬會診場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點N2-物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 連接遠程會診和咨詢的音視頻設(shè)備N1無線局域網(wǎng)技術(shù) 實現(xiàn)院內(nèi)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)?；诂F(xiàn)有5G技術(shù)進一步演進的通信技術(shù)，旨在提升N3-5G-A技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)性能，包括提高數(shù)據(jù)傳輸速率、減少延遲和增強連接的穩(wěn)定性，用于保證遠程咨詢及會診的實時性。C2-云計算技術(shù) 數(shù)據(jù)傳送到云端，實現(xiàn)診療多方的共享C4-高性能計算技術(shù) 為構(gòu)建虛擬診室診間提供計算能力。C5-智能計算技術(shù) 為構(gòu)建虛擬診室診間提供計算能力。E1-數(shù)字孿生技術(shù) 將線下診室、診間的空間及室內(nèi)陳設(shè)映射到線上S1-傳感技術(shù) 傳輸患者的體征，例如面容、舌象、心率等數(shù)據(jù)V3-VR技術(shù) 提供立體影像，為用戶帶來咨詢問診的臨場感。捕捉并記錄患者的動作，例如眨眼、抖動顫動等，對S3-動作捕捉技術(shù)于帕金森等神經(jīng)系統(tǒng)疾病診療提供幫助。S4-手勢與眼動追蹤技術(shù) 便于醫(yī)生操作和控制系統(tǒng)和設(shè)備。對于不能自行操作進入虛擬空間的患者，提供腦機接S5-腦機接口技術(shù)口，用意念操作并進入。I1-深度學(xué)習(xí)技術(shù) 對患者提供的病情數(shù)據(jù)進行自動分析立體虛像[30]AI在精神心理疾病篩查和輔助診斷領(lǐng)域[31]；再結(jié)合人工智能技術(shù)分析患在急診科疾病篩查和輔助診斷領(lǐng)域心臟擁有節(jié)律3D目前虛實融合疾病篩查和輔助診斷還處于相對早期的（工智能模型準(zhǔn)確性尚待驗證。在疾病篩查和輔助診斷場景中主要應(yīng)用到的元宇宙關(guān)表4疾病篩查和輔助診斷場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點N2-物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)將診療設(shè)備互聯(lián)互通，便于設(shè)備間信息互傳C4-高性能計算技術(shù) 高性能計算用來實現(xiàn)虛擬空間中全息圖、立體化建模。S4技術(shù)I1-深度學(xué)習(xí)技術(shù)

為數(shù)字模型。手勢與眼動追蹤技術(shù)便于醫(yī)生在診斷中對儀器設(shè)備進行操作。病灶進行自動判斷。3.1.4虛實融合數(shù)字療法疾病干預(yù)數(shù)字療法（digitaltherapeutics，DTx）是近年來興起的醫(yī)療科技新概念。目前，全球監(jiān)管機構(gòu)對于數(shù)字療法的30[34]。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，除了軟件程序外，人ARVR在疼痛管理領(lǐng)域[35]，VRVR醫(yī)護人員滿意度得分也明顯較高。在慢性疼痛管理領(lǐng)域，202111AppliedVRRelieVRx[38]FDAVRRelieVRx8天使用RelieVRx7VR應(yīng)。研究結(jié)果顯示，與對照組相比，使用RelieVRx平均疼痛強度改善30.3%；疼痛干擾情緒的平均改善率為19.8在精神和心理領(lǐng)域，知行為療法（CognitiveBehavioralTherapy）或暴露療法（ExposureTherapy）已被證明對治療焦慮癥、恐懼癥和創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（PosttraumaticStressDisorder，PTSD）AR/VR過程中，醫(yī)生可以根據(jù)患者個人經(jīng)歷和體驗，利用AR、VR激障礙[39]。在睡眠障礙領(lǐng)域，VR視聽刺激可調(diào)節(jié)自主神經(jīng)系統(tǒng)以誘發(fā)積極的情緒和放松體緒，最終達到輔助治療失眠的作用。2023（VR）[40]題。LuminopiaLuminopiaOneFDAVR[41]VR成近視傷害。一旦開始治療，LuminopiaPhilRxLuminopiaAdherencePortal遠程監(jiān)測患者的每周和整等問題，但其作為數(shù)字療法的重要組成部分已成為全球監(jiān)管共同需要探索的議題。在虛實融合數(shù)字療法對疾病的干預(yù)場景中主要應(yīng)用到的元宇宙關(guān)鍵技術(shù)有：物聯(lián)網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、VR表5虛實融合數(shù)字療法疾病干預(yù)場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備如智能手表、智能手環(huán)、耳N2

VR/AR件提供外部承載平臺和診療媒介。N1-無線局域網(wǎng)技術(shù) 無線局域網(wǎng)提供設(shè)備接入的院內(nèi)網(wǎng)絡(luò)。VR技術(shù)通過構(gòu)建虛擬環(huán)境平臺，應(yīng)用于虛擬問V3-VR技術(shù)診、心理治療干預(yù)、臨床手術(shù)成像等。元手術(shù)室：虛實融合的操作空間“手術(shù)”是復(fù)雜的醫(yī)療技術(shù)和干預(yù)過程，具有風(fēng)險高、存在創(chuàng)傷和侵入性、專業(yè)性強、需要多學(xué)科團隊合作、影響患者和家屬情感和心理、涉及法律和倫理等特點。對患者狀態(tài)、手術(shù)時長、術(shù)者資質(zhì)、人員配置、器械裝備、藥品耗材等諸多因素有較高要求。當(dāng)前各類手術(shù)逐漸向“更微創(chuàng)、更安全、更高效、更精準(zhǔn)、更關(guān)注患者預(yù)后”的方向發(fā)展。但是各類手術(shù)仍依賴于平面圖像、醫(yī)生腦內(nèi)記憶和設(shè)想圖像，并不能提供患者解剖結(jié)構(gòu)完整視圖，因此計劃復(fù)雜的外科手元手術(shù)室VRARMR（或虛擬組織、器官）（各個環(huán)節(jié)[42]，使手術(shù)方案更精細更容易設(shè)計讓醫(yī)患雙方及醫(yī)療團隊內(nèi)部對方案的理解更為一致、術(shù)前三維虛像方案模擬術(shù)前三維虛像模擬是指使用傳統(tǒng)的患者二維醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)（包括電子病歷、檢化驗報告、CT、XMRI術(shù)式模擬、操作方案討論、手術(shù)突發(fā)情況和并發(fā)癥預(yù)演，并進一步洞察人體虛像對操作的反饋。術(shù)前方案模擬和演練類應(yīng)用在元手術(shù)室場景里較為多在心血管外科手術(shù)和介入手術(shù)元手術(shù)室將多個成像在腫瘤外科[44][45]，癌癥術(shù)前多物理治療師等多個學(xué)科的聯(lián)合投入，雖然為多學(xué)科團隊（MDT），但每個人腦海中只有單一學(xué)科的知識且腦海中設(shè)想的手術(shù)方案不能直觀分享給團隊其他人。在元手術(shù)室中，在皮膚和整容手術(shù)領(lǐng)域3D（例如通常為患者帶來痛苦，疼痛管[48]，對需術(shù)前開放靜脈通路的兒VRVRVRVR實現(xiàn)術(shù)前三維虛像方案模擬場景所需的技術(shù)，主要包括無線局域網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、VR、MR、3D建模技術(shù)等。表6術(shù)前三維虛像方案模擬場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點N1-無線局域網(wǎng)技術(shù) 院內(nèi)設(shè)備的接入與互聯(lián)互通。N2

采集床旁設(shè)備、可穿戴設(shè)備上的數(shù)據(jù)，用于設(shè)備互聯(lián)互通，并將其積累用作虛像建模。V3-VR技術(shù) 用來構(gòu)建虛擬空間中人體、器官的虛像，為手術(shù)E2-3D建模技術(shù)面的參數(shù)。術(shù)前三維虛像患者教育在手術(shù)當(dāng)天與患者會面時，患者的焦慮通常是顯而易見的，尤其在他們親歷第一次手術(shù)時。在手術(shù)前的幾天和幾周內(nèi)，手術(shù)當(dāng)天的“未知感”給患者帶來了沉重的心理負擔(dān)。術(shù)前患教的目的是減輕患者心理負擔(dān)，同時提高對手術(shù)的配合程度和順應(yīng)性，但是傳統(tǒng)的術(shù)前患教面臨諸多挑戰(zhàn)，表現(xiàn)在專業(yè)性過強導(dǎo)致患者難以聽懂、缺乏可視化演示導(dǎo)致患者不能理解，反而加重心理負擔(dān)等。借助元宇宙相關(guān)技術(shù)，有可能對上述挑戰(zhàn)帶來改善。悉醫(yī)院手術(shù)室的布局、模擬演示手術(shù)方案來幫助減輕患者可能產(chǎn)生的恐懼。此外，在術(shù)前患者教育交流中為患者提供自己的數(shù)字人虛擬化身，可以在“演練”期間與其他醫(yī)護人員互動，他們可以向醫(yī)生提問，這將提供更身臨其境的體驗，并可能為他們的手術(shù)日提供一些熟悉感。AICardioVerse[49]，3DVR圍手術(shù)期焦慮是接受全身麻醉手術(shù)的患者的主要負擔(dān)。一項隨機對照試驗[50]評估了使用VR84OculusVORT實現(xiàn)術(shù)前三維虛像患者教育場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技VR、AR、MR表7術(shù)前三維虛像患者教育場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點V3-VRV4-ARV5-MR

用來構(gòu)建虛擬空間中人體、器官的虛像，便于為便于其理解手術(shù)方案。術(shù)中三維虛像輔助在脊柱手術(shù)領(lǐng)域[51]，美國芝加哥醫(yī)療創(chuàng)新技術(shù)公司AugmedicsXvision航系統(tǒng)是第一個用于脊柱外科手術(shù)的增強現(xiàn)實導(dǎo)航和操作ARX輻射，還使外科醫(yī)生在做手術(shù)期間可以直接通過AR時透視肉眼捕捉不到的細節(jié)，目前已通過美國FDA式和經(jīng)皮式脊柱手術(shù),包括脊柱減壓、脊柱融合、椎間盤切CT202068Xvision現(xiàn)實導(dǎo)航系統(tǒng)首次成功應(yīng)用在約翰霍普金斯醫(yī)院開展的一項脊柱融合手術(shù)中。截至目前XVivision4,5002125,000[52]切除過癌性腫瘤。在泌尿外科織器官脆弱結(jié)構(gòu)的位置來幫助手術(shù)醫(yī)生最大限度地降低并心臟瓣膜分析系統(tǒng)實現(xiàn)術(shù)中三維虛像輔助場景所需的技術(shù)，主要包括3D建模技術(shù)、VR、AR、MR技術(shù)、動作捕捉技術(shù)等。表8術(shù)中三維虛像輔助場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點E2-3D建模技術(shù)通過建模將立體的虛像投影到醫(yī)生眼前。V3-VR技術(shù) 可在醫(yī)生看到的術(shù)野上浮空投影，疊加多種醫(yī)學(xué)V4-AR技術(shù)V5-MR技術(shù)S3

影像、投射器官、組織的生理參數(shù)。還可生成虛擬的測量工具影像，讓醫(yī)生測量術(shù)野中的器官、組織和病灶大小。通過動作捕捉可記錄醫(yī)生的操作動作數(shù)據(jù)，用于訓(xùn)練模型。元病房場景：線上線下融合的療愈空間擬病房中，并在其中開展照護、治療、交流等互動，實時了解患者信息。元病房數(shù)字孿生通過構(gòu)建病房的數(shù)字孿生影像，將病房內(nèi)人員、環(huán)境、陳設(shè)物品信息映射到線上，讓醫(yī)護人員通過手機、平板、頭房內(nèi)所有信息。從而為病人用戶提供多項反饋信息的選擇,便于醫(yī)護人員對病人需求信息進行及時的了解處理,為病人提供更加人性化的服務(wù),有利于提高醫(yī)患關(guān)系。元病房數(shù)字孿生場景主要使用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù)包括物聯(lián)網(wǎng)、高性能計算、數(shù)字孿生技術(shù)、BIMGIS等。表9元病房數(shù)字孿生場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點N2

對部署在病房內(nèi)的患者監(jiān)護設(shè)備、環(huán)境傳感器中的數(shù)據(jù)集中傳輸給數(shù)字孿生或BIM建模平臺。C4-高性能計算技術(shù) 對采集、傳輸、匯聚的信息進行高效計算。穿戴在患者身上、部署在床旁周圍、病房內(nèi)環(huán)境S1-傳感技術(shù)E1E7-BIM

里的傳感器，采集患者和病房內(nèi)環(huán)境信息。將線下病房內(nèi)人員、環(huán)境、物品陳設(shè)一對一映射線上，構(gòu)建出實時同步的虛擬病房空間。E8-GIS技術(shù) 提供對病房內(nèi)物品的定位信息。I1I2-大模型技術(shù)

基于高性能計算技術(shù)和數(shù)據(jù)，預(yù)測病房內(nèi)患者的VRVRAPP5GVR遠程探視場景主要使用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù)包括5G-A、邊緣計算、全景攝像技術(shù)，邊緣計算技術(shù)等。表10VR遠程探視場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點N3-5G-A技術(shù)C1V1V3-VR技術(shù)

VR現(xiàn)在用戶眼前。過在醫(yī)院機房下沉5G醫(yī)療邊緣計算設(shè)備和醫(yī)療邊緣云，可以實現(xiàn)攝像捕捉的影像數(shù)據(jù)的本地回環(huán)，保障數(shù)據(jù)安全，同時也提高了數(shù)據(jù)處理的效率。3608K存在邊緣云上。用戶通過VR眼鏡進入投射到云端的屋內(nèi)全景影像中，能切換角度觀看屋內(nèi)任意角落。數(shù)字化身匿名交流又叫數(shù)字人掩病房中的患者往往希望能與病友交流分享并獲得治療經(jīng)驗，以及心理上的共情，但是又擔(dān)心自己的隱私被暴露，或者想以一個健康的形象與外界溝通。Facebook能讓患者以數(shù)字化身的形象與經(jīng)歷過類似疾病的其他人建DgialMs（數(shù)字面罩3D412DigitalMask”和未使用“DigitalMask”的病人進行疾病診斷，結(jié)果顯示即便面容進行了遮掩，但診斷結(jié)果與不遮掩時一致[55][56]。數(shù)字化身匿名交流場景主要使用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù)是數(shù)字人構(gòu)建相關(guān)技術(shù)包括實時渲染技術(shù)、動畫解算技術(shù)、交互技術(shù)、BIM技術(shù)、GIS技術(shù)等。表11數(shù)字化身匿名交流場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點M6-

可使虛擬空間中的虛擬物品、數(shù)字人看起來更加逼真，使得用戶可以立即看到渲染結(jié)果。E7-BIM技術(shù)E8-GIS技術(shù)E1P2-區(qū)塊鏈技術(shù)

構(gòu)建虛擬病房空間，以便于容納數(shù)字人在空間中的活動。記錄數(shù)字人的言行，用于虛擬空間管理的回放追溯。增強虛擬護理護理場景的地點往往相對分散。例如：院內(nèi)病房護理、社區(qū)與居家護理、養(yǎng)老院等康養(yǎng)照護機構(gòu)護理等。而且護理人員的專業(yè)背景參差不齊。居家護理可能完全由親屬承擔(dān)，專業(yè)程度嚴(yán)重不足。上述這些情況為護理質(zhì)量的一致性帶來挑戰(zhàn)。增強虛擬護理務(wù)，減少了出行不便和交叉感染的風(fēng)險，同時增加了醫(yī)療服務(wù)的可達性和便捷性。增強虛擬護理是元病房功能向院外、社區(qū)、康養(yǎng)機構(gòu)和家庭的延伸。AR虛擬增強護理場景所需的元宇宙關(guān)鍵技術(shù)主要包括3D建模技術(shù)、動作捕捉技術(shù)、VR技術(shù)、力反饋技術(shù)等。表12虛擬增強護理場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點E2-3D

將醫(yī)生的形象轉(zhuǎn)換為高精度的全息影像。S3-動作捕捉技術(shù) 將醫(yī)生的動作實時轉(zhuǎn)換為高精度的全息影像。V3-VR技術(shù) 護理過程中看到患者及周邊環(huán)境。S2-力反饋技術(shù) 護理時模擬實施觸診等操作，為患者實施檢查。3.2.5虛擬康復(fù)訓(xùn)練虛擬康復(fù)訓(xùn)練是指用元宇宙相關(guān)技術(shù)構(gòu)建一個虛擬康復(fù)訓(xùn)練空間，患者可以在其中體驗?zāi)M現(xiàn)實世界活動和環(huán)境，使他們能夠恢復(fù)生理功能、行為能力，以及助力心理健康的（BlocksandBoxTask）評估腦卒中患者的精細運動功能[59]。通過采集交互過程的運動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)，量化表征他們的抓握、性和功能障礙的識別準(zhǔn)確性均顯著高于傳統(tǒng)腦卒中患者的上肢功能評估效果。內(nèi)在動機調(diào)查表明，腦卒中患者更傾向VR功能鍛煉，恢復(fù)盆底肌的力量[60][61]盆底肌虛擬康復(fù)訓(xùn)練用于緩解泌尿外科術(shù)后尿失禁和勃起功能障礙患者的尿控能力，同時也解決患者心理困擾和焦慮，VR虛擬康復(fù)訓(xùn)練場景所需的元宇宙關(guān)鍵技術(shù)主要包括VR、ARMR表13虛擬康復(fù)訓(xùn)練場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點V3-VRV4-ARV5-MR

用來構(gòu)建虛擬空間中康復(fù)場地、康復(fù)用設(shè)備、康復(fù)用器械的虛像，還可將康復(fù)師的要求以文字以“浮空投影”的形式投射到患者眼前。實時渲染技術(shù)，可使虛擬空間中生成的虛擬物品、周圍環(huán)境看起來更加逼真、細膩。通過力反饋技術(shù)，讓患者能在虛擬空間中體驗到持握和操作康復(fù)設(shè)備、康復(fù)器械的感受。S3S6

追蹤患者或物體的運動來記錄其位置和動作信從而讓力反饋更加精準(zhǔn)。操作器械時發(fā)出的聲音（中虛擬沙袋的撞擊聲）。虛擬智能隨訪元病房可以提供覆蓋到家的智能隨訪服務(wù)（提供了希臘伊拉克利翁大學(xué)醫(yī)院（UniversityHospitalofHeraklion）和瑞士洛桑大學(xué)醫(yī)院（LausanneUniversityMetaverse痙攣性心絞痛患者遠程隨訪的可行性[62。具體方法是在Metaverse以及患者的手機。該平臺已經(jīng)跟蹤并成功救治了一名30虛擬家庭醫(yī)生健康管理是元病房院外隨訪場景的延伸。在元服務(wù)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)中，患者虛擬健康數(shù)字人和虛擬家庭醫(yī)生搭建起了家庭醫(yī)生與患者之間無界交流的橋梁，使家庭醫(yī)生健康管理服務(wù)突破物理空間的束縛，與患者在元醫(yī)院虛擬空間中進行簽約服務(wù)、健康評估、慢病管理、轉(zhuǎn)診預(yù)約、網(wǎng)技術(shù)、傳感技術(shù)、力反饋技術(shù)、動作捕捉技術(shù)等。表14智能隨訪場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點（GPS）等將信息傳感設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)相連接，實現(xiàn)物體N2-物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)S1-傳感技術(shù)S2-力反饋技術(shù)S3-

之間的信息交換和通信。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合智能可穿戴設(shè)備實現(xiàn)智能化的識別、定位、跟蹤和監(jiān)管，為智能隨訪提供技術(shù)支撐。是一種允許用戶感受到虛擬環(huán)境中物體或表面的觸而模擬真實世界中的觸覺體驗。現(xiàn)，可捕捉隨訪患者日常動作和姿態(tài)。床位智能調(diào)度元醫(yī)院內(nèi)的“床位智能調(diào)度”主要指通過利用數(shù)字孿生、GIS、BIM、AR等技術(shù)，將醫(yī)院內(nèi)的各個區(qū)域進行三維建模，將院內(nèi)實時的患者接收/出院情況、床位占用情況和床位使用需求量化、可視化顯示在三維模型上，為管理者提供全院床位智能調(diào)度場景所需的元宇宙關(guān)鍵技術(shù)主要包括傳感技術(shù)、VRARGIS表15床位智能調(diào)度場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點S1-

部署在床位、住院患者手環(huán)上，可獲知床位、住院患者的移動。V3-VR技術(shù) 讓管理者看到房間內(nèi)床位布局。將實時的人員流動情況、床位占用情況和床位使V4-AR

用需求等數(shù)據(jù)投影顯示在三維模型上。I1E1

挖掘醫(yī)院人員流動的內(nèi)在規(guī)律和床位使用趨勢走用來實現(xiàn)病房內(nèi)陳設(shè)和人員的虛擬映射。E8-GIS技術(shù) 用來定位患者位置和病房的床位。側(cè)重于創(chuàng)建建筑物的數(shù)字化虛像，用來實現(xiàn)樓宇、E7-BIM

病房空間的虛擬映射。元科研場景：仿真的智慧實驗空間當(dāng)前醫(yī)學(xué)科研存在（包括新藥和新器械元科研指的是（包括虛擬組織仿真模擬臨床試驗美國FDAofComputationalModelingandSimulationinMedicalDeviceSubmissions）的指南草案，此外還啟動了“醫(yī)療器械開發(fā)工具”（MedicalDeviceDevelopmentTools，MDDT）FDA（VICTRE）”研究[63]，創(chuàng)建了2,986字（DiitlBrastToosntessDB”進XXDBTFDAX射線乳腺圖像采集和圖像分析過程。在VICTRE試驗中，DBT模擬臨床試驗工具可能是成像設(shè)備監(jiān)管評估的可行證據(jù)來源。該試驗結(jié)果將在DBTFDA。另一個例子是世界最大的工業(yè)軟件提供商法國達索系（DassaultHeart）[64]3DEXPERIENCE的平臺（8圖8PC端視角下的活體心臟模擬用于測試新醫(yī)療設(shè)備來源：圖片來自達索系統(tǒng)公司官網(wǎng)3DEXPERIENCE平臺介紹9VR3DEXPERIENCE仿真模擬臨床試驗場景使用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù)主要包括：VR、AR、MR3D動追蹤技術(shù)，力反饋技術(shù)。表16仿真模擬臨床試驗場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點V3-VRV4-ARV5-MRE-各類建模和仿真技術(shù)S4-S2-力反饋技術(shù)

在虛擬空間中生成組織、器官的虛像，為待測試驗證的醫(yī)療器械、藥物提供試驗用的客體對象。3D藥物研發(fā)虛擬輔助通過元宇宙相關(guān)技術(shù)，將復(fù)雜化學(xué)分子的結(jié)構(gòu)可視化，即在交互式VR平臺上把微觀層面的分子結(jié)構(gòu)樣貌及其運動狀態(tài)微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)在眼前，且精度超過二維模型。此外，研究人員無需學(xué)習(xí)操作全新的軟件程序，取而代之的是幾個簡VR（包括核磁共振、分子動力學(xué)和其他3DVR工具，再結(jié)合其采集的關(guān)于每種分子及其結(jié)構(gòu)的詳細信息，NanomeVRVRNanomeVRCOVID-19[65]。其他的美國生物技術(shù)公司諸如NimbusTherapeutics、RoivantSciencesRoivantDiscovery，也部署了NanomeVRC4XDiscovery（C4XD）4Sight[66]藥物研發(fā)虛擬輔助場景用到的元宇宙關(guān)鍵技術(shù)包括VR、AR、MR技術(shù)、手勢與眼動追蹤技術(shù)。表17藥物研發(fā)虛擬輔助場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù)V4-AR技術(shù)V5-MR技術(shù)S4-

可基于化學(xué)數(shù)據(jù)，在虛擬空間中生成立體化的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)。感應(yīng)用戶的手勢動作、眼睛動作，來實現(xiàn)與虛擬分子影像的交互控制，便于科研人員從任意角度操作分子影像進行細致觀察。元科研數(shù)字人模型術(shù)在虛擬世界中為每個人精準(zhǔn)打造獨特的醫(yī)學(xué)數(shù)字孿生個體數(shù)字人模型。該模型可實現(xiàn)從人體整體層面、系統(tǒng)層面、器官層面、細胞層面、分子層面實現(xiàn)對應(yīng)的數(shù)字孿生映射。用于元科研的患者數(shù)字人模型，綜合了生物力學(xué)、能量代謝種生活或試驗條件下的生理反應(yīng)。例如：環(huán)境變化、運動習(xí)慣、飲食習(xí)慣、藥物及手術(shù)干預(yù)等。未來，元科研患者數(shù)字人模型以及對應(yīng)的電子藥物（即藥物的數(shù)字孿生體）可用于真實的藥物研發(fā)，促進精準(zhǔn)用藥、生產(chǎn)質(zhì)控、藥物重定位、靶點發(fā)現(xiàn)、藥物組合、虛擬臨床試驗、分子發(fā)現(xiàn)和定量藥理元科研數(shù)字人場景用到的元宇宙關(guān)鍵技術(shù)包括：高性能計算、傳感技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)、深度學(xué)習(xí)技術(shù)。表18元科研數(shù)字人場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點C4-高性能計算

利用高性能計算基礎(chǔ)設(shè)施，可產(chǎn)出大量數(shù)字患者隊列，進行多尺度復(fù)雜建模，以實現(xiàn)生理病理大規(guī)模模擬，最終建立超高保真度虛擬受試者的廣泛數(shù)據(jù)庫。S1-傳感技術(shù) 采集患者生理、病理軀體體征。E1-數(shù)字孿生技術(shù) 用于構(gòu)建數(shù)字人的宏觀外表和內(nèi)部生理、病理體征?；诨颊叩臄?shù)字孿生體，預(yù)測患者的疾病進展、藥物響I1

應(yīng)、生存預(yù)后等臨床重要指標(biāo)。最關(guān)鍵的問題就元教學(xué)場景：沉浸式智能培訓(xùn)空間“教學(xué)”是醫(yī)院重要職能之一。在校醫(yī)學(xué)生和低年資醫(yī)生成長為經(jīng)驗豐富的成熟醫(yī)生離不開專業(yè)的教學(xué)。然而醫(yī)學(xué)教學(xué)具有對實踐要求高、實操風(fēng)險大、投入成本高、培養(yǎng)周期長等特點?，F(xiàn)有醫(yī)學(xué)教學(xué)往往依靠圖書資料、視頻觀看、特別是在需要動手ARVRMRAI生理結(jié)構(gòu)及機理模擬教學(xué)醫(yī)學(xué)院的傳統(tǒng)教學(xué)方法是使用述挑戰(zhàn)，CuriscopeVirtuali-Tee——“增強現(xiàn)T[69]AR對人體正例如采用“全息仿真技術(shù)BRM[70]可展示香煙煙霧誘生理結(jié)構(gòu)及機理模擬教學(xué)場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù)主要包括：VR、AR、MR技術(shù)、全息影像技術(shù)等。表19生理結(jié)構(gòu)及機理模擬教學(xué)場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點V3-VRV4-AR

在虛擬空間中生成動態(tài)的、虛擬的組織、器官、V5-MR技術(shù)E9

可以在空中憑空創(chuàng)造肉眼能夠直接看到的虛擬影像，讓人產(chǎn)生多角度、全方位的360°立體視覺體驗。專業(yè)實操模擬教學(xué)專業(yè)實操模擬教學(xué)，指的是利用虛實融合技術(shù)構(gòu)建接受急診醫(yī)學(xué)在護理和產(chǎn)科模擬教學(xué)方面，AutodeskMaya，可幫助護理專業(yè)的學(xué)生在虛擬空間中練習(xí)患者導(dǎo)管插入術(shù)、探索如何在虛擬醫(yī)院環(huán)境中做出護理的臨床決策。首爾一家醫(yī)院研究團隊與大學(xué)實驗室[72]臺使用可固定在人體結(jié)構(gòu)上的椎弓根螺釘?shù)膶崟r投影作為增強現(xiàn)實的疊加圖形?；谠撈脚_可為受訓(xùn)者提供一個透明（transcranialdirectcurrentstimulation,tDCS）或更高級形式的經(jīng)顱磁刺激（TranscranialMagneticStimulation,TMS）AR/VR[73]在心血管介入冠狀動脈和心臟瓣膜的彩色虛擬解剖投影技術(shù)已360[74]在消鏡體驗[75在眼科培訓(xùn)方面，EyeSi（VRMagic）MicroVisTouch、PixEye（SimEdgeSA）、EyeSIBIO[76]等眼科專業(yè)模擬器相繼誕生，允許受訓(xùn)者在虛擬空間中模擬常見（EMR）（ESD）等更復(fù)雜的外科手專業(yè)實操模擬教學(xué)場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù)主要包括VR、AR、MR技術(shù)，全景攝像技術(shù)、力反饋技術(shù)。表20專業(yè)實操模擬教學(xué)場景應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點V3-VRV4-ARV5-MRE9

在虛擬空間中生成動態(tài)的、虛擬的組織、器官、病灶虛像，讓受訓(xùn)者更真切地觀摩。此外還可提供手術(shù)操作指導(dǎo)信息的“浮空投影”，將指導(dǎo)信息投射到受訓(xùn)者眼前。360顯設(shè)備接入。S2-力反饋技術(shù) 為實操提供觸覺模擬和輔助，讓受訓(xùn)者有更真切的體驗。元管理場景：虛實聯(lián)動的運營管理空間當(dāng)前我國醫(yī)院信息化與智慧化建設(shè)雖已取得顯著進展，但仍然面臨發(fā)展不均衡、不充分的問題，無疑成為了制約醫(yī)療服務(wù)水平與管理效率提升的關(guān)鍵瓶頸：一方面，傳統(tǒng)醫(yī)院運營管理往往忽視全生命周期視角，導(dǎo)致成本核算難以精準(zhǔn)另一方面，繁瑣的業(yè)務(wù)流程設(shè)計與落地執(zhí)行中的低效環(huán)節(jié)，不經(jīng)意間累積了可觀的成本浪費，加之依賴人工或半自動化手段進行數(shù)據(jù)收集與分析具有滯后性，進一步阻礙了管理效能的釋放。5G患者滿意度以及推動醫(yī)療行業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了強大的技術(shù)支撐與創(chuàng)新路徑。數(shù)字孿生院區(qū)元醫(yī)院的數(shù)字孿生院區(qū)是一個集成前述元醫(yī)院關(guān)鍵技態(tài)。3D通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物理世界與虛擬模型之間的數(shù)據(jù)交換與實時同步，對醫(yī)院設(shè)備設(shè)施日常運行狀況進行實時監(jiān)督及高效智能決策支持，及時發(fā)現(xiàn)潛在的瓶頸和問題區(qū)域，實現(xiàn)精細化管理和動態(tài)優(yōu)化。數(shù)字孿生院區(qū)應(yīng)用的元宇宙關(guān)鍵技術(shù)主要包括物聯(lián)網(wǎng)術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)、3DBIM、GIS關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點N2-物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 實現(xiàn)院區(qū)內(nèi)物品互聯(lián)互通。N4-千兆光網(wǎng)/萬兆光網(wǎng)技術(shù) 實現(xiàn)所采集數(shù)據(jù)的高速率傳輸C4-高性能計算技術(shù)C5-智能計算技術(shù)K1-知識圖譜技術(shù)技術(shù)

實現(xiàn)對院區(qū)匯聚的數(shù)據(jù)實現(xiàn)計算。實現(xiàn)抽取管理相關(guān)知識，形成管理知識庫。E1-數(shù)字孿生技術(shù) 實現(xiàn)院區(qū)的數(shù)字孿生。E2-3D建模技術(shù) 實現(xiàn)對院區(qū)物品的立體建模E3-實時化仿真技術(shù)E4-物理精準(zhǔn)仿真技術(shù)

實現(xiàn)對院區(qū)運行實際情況的仿真。E7-BIM技術(shù) 實現(xiàn)院區(qū)建筑的線上映射。E8-GIS技術(shù) 實現(xiàn)院區(qū)中人和物的定位。I1-深度學(xué)習(xí)技術(shù)I2-大模型技術(shù)元醫(yī)院指揮中心

實現(xiàn)對院區(qū)運營情況的智能化決策分析。元醫(yī)院指揮中心BIM、GIS、AR標(biāo)志著醫(yī)院管理從單純的數(shù)據(jù)匯總展示，邁向了高度沉浸、互動式的全局一體化運營管理新時代。借助元醫(yī)院指揮中心的全景瀏覽功能，管理者可以鳥瞰醫(yī)院的每一個角落，實時監(jiān)控人流密度、設(shè)備使用情況、環(huán)境參數(shù)等關(guān)鍵指標(biāo)，確保醫(yī)院的順暢運作與高效響應(yīng)。同時，救治達峰值時需要的醫(yī)療資源，以更明智地選擇優(yōu)化舉措。ARBIM、關(guān)鍵技術(shù) 場景應(yīng)用點E7-BIM技術(shù) 實現(xiàn)院區(qū)內(nèi)物品互聯(lián)互通。實現(xiàn)院區(qū)中人和物的定位。還可以將運E8-GIS技術(shù)V3-VRV4-ARV5-MRI1-深度學(xué)習(xí)技術(shù)I2-大模型技術(shù)

營管理中的問題進行空間定位，實現(xiàn)故障落實到物，責(zé)任落實到人。實現(xiàn)對運營管理數(shù)據(jù)的浮空投影和虛空標(biāo)記，直接投射到管理者眼前?？筛鶕?jù)管理者給出的指令和條件參數(shù)，對醫(yī)院運營情況進行預(yù)測。元醫(yī)院人財物運營管理指的是通過賦予醫(yī)院人員唯和管理信息進行綁定和可視化呈現(xiàn)，從而實現(xiàn)更為準(zhǔn)確的基于人員身份標(biāo)識的人員管理。元醫(yī)院超越傳統(tǒng)物理界建模與解析技術(shù)構(gòu)建元醫(yī)院人員身份標(biāo)識的“虛擬原生人”AI虛擬資產(chǎn)管理。在元醫(yī)院框架下，曾經(jīng)以實物形態(tài)存在本，將實體資產(chǎn)轉(zhuǎn)化為可以精準(zhǔn)量化的虛擬資產(chǎn)，實現(xiàn)資產(chǎn)的數(shù)字化管理和優(yōu)化配置，使資產(chǎn)評估、監(jiān)控與交易突破了時空限制，變得更加靈活高效。同時還可創(chuàng)造出原來實體醫(yī)院所沒有的全新虛擬資產(chǎn)，例如：虛擬康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備設(shè)施、虛擬數(shù)字人等?，F(xiàn)實世界的實體資產(chǎn)與虛擬世界中的虛擬資產(chǎn)深度融合，將創(chuàng)造出一種復(fù)合型新型資產(chǎn)類別。這種資產(chǎn)不僅承載著經(jīng)濟價值，還蘊含著數(shù)據(jù)價值、服務(wù)價值甚至是文化價值。這些虛擬資產(chǎn)將連同實體資產(chǎn)一起將作為醫(yī)院固定資產(chǎn)管